Diploma Thesis

PreJuSER-53497

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Elektrophysiologische Charaktersierung neuronaler Netzwerke von Insekten in vitro

Reska, A. (Corresponding author)FZJ*

2006
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/2598

Report No.: Juel-4230

Abstract: Ziel dieser Arbeit war die Herstellung von Substraten, welche ein induziertes Musterwachstum von Neuronen aus dem Terminalganglion der Grille ermöglicht. Bislang fehlte ein zuverlässiges Protokoll zur geometrischen Kontrolle von Insektenneuronen. Mit dieser Arbeit gelang es erstmalig, nicht nur die Position der Zellsomata sondern auch das Neuritenwachstum nach vorgegebenen Mustern auszurichten. Mit Hilfe von diversen PEG-Modifikationen und chemikalischen bzw. softlithographischen Methoden wurde versucht, ein geeignetes zellrepulsives Substrat herzustellen. Die grundlegende Idee bestand darin, zellrepulsive und zellattraktive Oberflächenmaterialien miteinander zu kombinieren. Als zellrepulsive Materialien wurden lineares NH$_{2}$-PEG und Stern-PEG getestet. Die Linker zwischen Untergrundsubstrat (Glas bzw. SiO$_{[2}$) und linearem NH$_{2}$-PEG waren APTES und DTSP. Beide Ansätze führten nicht zu dem erwünschten Ergebnis. Die kontrollierte geometrische Musterbildung gelang schließlich, indem ConA mittels $\mu$CP auf noch weiches Stern-PEG gedruckt wurde. Sowohl die Zelladhärenz als auch das Neuritenwachstum entlang definierter Strukturen waren so gewährleistet. Für das Zellwachstum war ein Gittermuster mit ca. 50 – 70% der Somagröße starken Knoten und einer Liniendicke von 4 - 7 $\mu$m optimal. Durch Patch-Clamp Experimente wurden elektrophysiologische Eigenschaften der Neurone untersucht. Dabei konnten die Neurone in drei Antworttypen unterteilt werden: burster, single spiker, non spiker. Es zeigten sich keine Unterschiede zwischen homogenen und kontrollierten Zellen hinsichtlich der Membranpotentiale und Membranströme. Mit Hilfe von Double Patch-Clamp Experimenten konnten erstmalig chemische Synapsen in geometrisch kontrollierten Netzwerken gezeigt werden.

Note: Record converted from VDB: 12.11.2012
Note: Aachen, Techn. Hochsch. Dipl., 2006

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Contributing Institute(s):

1. Institut für Bio- und Chemosensoren (ISG-2)
2. Center of Nanoelectronic Systems for Information Technology (CNI)

Research Program(s):

1. Grundlagen für zukünftige Informationstechnologien (P42)

Appears in the scientific report 2006

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Database coverage:

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